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    涂料

    在由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌的過程中，由于受汽車、建筑、石油化工、交通運(yùn)輸和電子工業(yè)發(fā)展的拉動，標(biāo)志中國涂料技術(shù)進(jìn)步的涂料品種結(jié)構(gòu)在90年代發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，合成樹脂涂料的比例達(dá)到65％-75％。我國涂料工業(yè)目前已進(jìn)人合成樹脂涂料時(shí)代。陰極電沉積涂料已成為汽車底漆主流，汽車涂料水性化工作提上了議事日程。水性乳膠涂料也已成為我國建筑涂料的主要產(chǎn)品。粉末涂料的發(fā)展速度驚人，2000年的產(chǎn)量突破100kt，居亞洲首位。近幾年來，涂料行業(yè)年均申報(bào)專利和年均獲得專利明顯增加，自主知識產(chǎn)權(quán)和自主開發(fā)水平有了較大提高。

    目前，我國大多數(shù)涂料產(chǎn)品及相關(guān)原材料的生產(chǎn)技術(shù)是自主開發(fā)的。進(jìn)口涂料量不足10％。國家從“六五”～“十五”安排了百余項(xiàng)具有重大影響的自主開發(fā)項(xiàng)目。其中“八五”開發(fā)了40項(xiàng)涂料及相關(guān)原料的新品種、新工藝和新裝置，50％的項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，綜合效益明顯。“九五”開展了“涂料用顏料，樹脂及涂料新品種的開發(fā)”，自主研究了“汽車用水性涂料新品種”等23個(gè)課題，達(dá)到了90年代初的國外先進(jìn)技術(shù)水平。近幾年來，主要的創(chuàng)新成果有陰極電泳涂料、水性浸涂漆、金屬閃光涂料、厚膜型建筑涂料、水性工業(yè)涂料、水性防腐蝕涂料、聚氨酯木器涂料、耐候性卷材涂料、海洋船舶涂料、高固體分聚酯涂料、耐光鉬鉻紅、珠光顏料、偏苯三酸酐、醇醚類溶劑等。

    國外涂料技術(shù)開發(fā)主要以產(chǎn)品開發(fā)為中心，以市場占有率為目標(biāo)。因此，工業(yè)化國家的涂料行業(yè)以自己的拳頭產(chǎn)品(各具特色的專用涂料)分工，占領(lǐng)不同的領(lǐng)域。國外涂料技術(shù)開發(fā)一般分為：前瞻性技術(shù)研究開發(fā)；新產(chǎn)品、新工藝、新裝置研究開發(fā)；以降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)的老產(chǎn)品改進(jìn)等三個(gè)層次。

    國外涂料行業(yè)特別重視涂料施工技術(shù)的發(fā)展．尤其是對于在線涂料涂裝(OEM)施工的研究，其投入經(jīng)費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過涂料產(chǎn)品本身的研究經(jīng)費(fèi)投入。在進(jìn)行涂料開發(fā)研究的同時(shí)，國外非常重視有關(guān)法律和環(huán)境保護(hù)法規(guī)。如嚴(yán)格限制涂料產(chǎn)品中揮發(fā)性有機(jī)化合物的法規(guī)推動了環(huán)境適應(yīng)型的水性涂料、高固含量涂料和粉末涂料的發(fā)展。限制鉛、鉻等重金屬顏料在涂料中的應(yīng)用，促進(jìn)了低毒性顏料的開發(fā)。限制、禁止使用有機(jī)錫防污劑的法規(guī)促使開發(fā)不含錫、低毒、長效防污涂料。激烈的軍備競賽刺激了隱形涂料等高性能專用涂料的發(fā)展。

    涂料種類

    涂料的種類主要有以下7種：

    1． 醇酸樹脂涂料
    醇酸樹脂涂料誕生于20世紀(jì)30～40年代。主要成分是由多元醇和脂肪酸酯化縮聚生成的聚酯，多元醇為甘油，季戊四醇，三羥甲基丙烷等，脂肪酸為亞麻仁油脂肪酸，豆油脂肪酸，椰子油脂肪酸，蓖麻油脂肪酸等。由于其原料易得、產(chǎn)品多樣化、性能和價(jià)格相稱且施涂簡易，在高技術(shù)發(fā)展的今天，面對層出不窮的新涂料品種的挑戰(zhàn)，醇酸樹脂涂料目前仍是主要傳統(tǒng)大類品種，在涂料工業(yè)占有重要地位。我國醇酸樹脂涂料起源于60年代，近幾年生產(chǎn)規(guī)模由年產(chǎn)百噸到年產(chǎn)萬噸，設(shè)備由二釜法發(fā)展到一釜法，工藝由熔融法到溶劑法，品種由一漆多用發(fā)展到多品種專用漆。

    2． 聚氨酯涂料 
    聚氨酯涂料是世界上增長速率最快的涂料品種之一。它在涂料中所占比例和增長速率象征著一個(gè)國家的涂料工業(yè)水平和發(fā)展速度。美國、西歐和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的聚氨酯涂料占本國涂料總量的5％～10％，而這些國家的聚氨酯涂料總和占全世界聚氨酯涂料的80％～90％。我國的聚氨酯涂料從60年代初開始發(fā)展。近幾年來，產(chǎn)量連續(xù)保持在lOOkt／a，約占我國涂料總產(chǎn)量的8％。聚氨酯涂料具有光亮、豐滿、耐磨、耐腐蝕、附著力好等特性，還可低溫固化，又能作高固體分、水性、粉末、光固化等低污染、省資源、節(jié)能型涂料。而且可通過以異氰酸酯和羥基組分為主的新型原料和新技術(shù)開發(fā)，制成“功能性”和“半永久”的聚氨酯涂料，以滿足不同的使用要求。它廣泛用于建筑涂料(外墻涂料、防水涂料、工業(yè)地坪等)、工業(yè)涂料(汽車涂料、航空涂料、塑料涂料等)和特種涂料(重防腐蝕涂料，核電涂料及各種功能涂料等)．且不斷出現(xiàn)新的用途和品種。

    3． 丙烯酸樹脂涂料
    丙烯酸樹脂涂料是由丙烯酸酯類及其他乙烯類不飽和單體經(jīng)均聚或共聚制成各種樹脂，再加交聯(lián)劑制成的各種涂料；1950年美國DoPont公司開始研究丙烯酸樹脂涂料在汽車涂裝上的應(yīng)用，此后，丙烯酸樹脂涂料得到了飛速發(fā)展。在美國，丙烯酸樹脂涂料是各類合成樹酯涂料中發(fā)展最快的一類，1991～1995年，年平均增長4.8％。我國丙烯酸樹脂涂料的研究始于50年代，當(dāng)時(shí)以熱塑性丙烯酸樹脂涂料為主。60年代研制并生產(chǎn)了室溫固化型丙烯酸不飽和聚酯高級木器漆。70年代由于汽車工業(yè)發(fā)展的需要，研制生產(chǎn)了熱固性丙烯酸涂料和其他各種丙烯酸改性樹脂涂料，以后相繼研制出丙烯酸聚氨酯、丙烯酸非水分散體、丙烯酸高固體分涂料和丙烯酸輻射固化涂料。自70年代以來，受能源和環(huán)境保護(hù)法的限制，傳統(tǒng)的溶劑型丙烯酸涂料逐漸被水性涂料、高固體分涂料、粉末涂料、無溶劑涂料所取代。近年來各類丙烯酸工業(yè)涂料和建筑涂料，無論在產(chǎn)品品種、產(chǎn)量及技術(shù)水平、應(yīng)用開發(fā)等方面，都有了較快的發(fā)展。

    4． 環(huán)氧樹脂涂料
    環(huán)氧樹脂從40年代初瑞士投入工業(yè)化生產(chǎn)以來，以其優(yōu)異的性能、施工簡便、混容性好以及可與多種有機(jī)化合物反應(yīng)進(jìn)行改性、價(jià)廉而得以迅速發(fā)展。環(huán)氧樹脂涂料是合成樹脂涂料的四大支柱之一，環(huán)氧樹脂涂料形成的涂膜具有優(yōu)異的粘結(jié)性、耐化學(xué)藥品、防腐蝕和耐水等特性。目前已成功地生產(chǎn)出防腐蝕環(huán)氧涂料、環(huán)氧絕緣涂料、水性電泳涂料、環(huán)氧隔熱涂料、環(huán)氧灌封料等，形成了環(huán)氧樹脂涂料獨(dú)特的生產(chǎn)和應(yīng)用體系。環(huán)氧樹脂還可與其他合成樹脂(或活性交聯(lián)劑)相互改性制成各種用途的涂料。

    5． 烯類樹脂涂料 
    氯乙烯、乙酸乙烯、偏氯乙烯等一系列單體，為乙烯類樹脂涂料提供了各種原料。烯類樹脂包括氯乙烯－乙酸乙烯酯共聚樹脂、偏氯乙烯共聚樹脂，聚乙烯醇縮丁醛樹脂以及氯磺化聚乙烯、氯化聚丙烯樹脂，以及近幾年市場上出現(xiàn)的高氯化聚乙烯樹脂等。大部分烯類樹脂涂料屬揮發(fā)性涂料，具有快速自干的特點(diǎn)。由于原料資源豐富、價(jià)格較低且具有優(yōu)越的耐候性、耐化學(xué)腐蝕性、耐水性、電絕緣性、防霉性、不燃性和柔韌性，用途極為廣泛。

    6． 橡膠涂料
    橡膠涂料是以天然橡膠衍生物或合成橡膠為主要成膜物質(zhì)制造而成的涂料。這類橡膠衍生物有氯化橡膠和環(huán)化橡膠等。可以用來制造涂料的合成橡膠主要有丁苯橡膠、氯丁橡膠、氯化氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、聚硫橡膠等。各種橡膠都有某些較特殊的物理和化學(xué)性能，如彈性、不透氣性、耐水性、耐油性、耐化學(xué)品腐蝕性等。可以根據(jù)橡膠原料資源、性能、價(jià)格情況及市場需要等，開發(fā)和生產(chǎn)品種繁多的橡膠涂料。

    7．氨基樹脂涂料
    氨基樹脂涂料是由醇酸樹脂和氨基樹脂為主要成膜物質(zhì)制成。氨基樹脂涂料在30年代已開始生產(chǎn)，由于原料易得、產(chǎn)品多樣化、性能和價(jià)格均適中，施工容易，在當(dāng)前新涂料品種大量推出的情況下，它仍然是涂料工業(yè)的主體品種之一。用于涂料的氨基樹脂為，丁醇醚化尿素甲醛樹脂，丁醇醚化三聚氰胺甲醛樹脂，異丁醇醚化或丁醇－異丁醇混合醚化三聚氰胺甲醛樹脂，甲醇醚化六甲氧甲基三聚氰胺甲醛樹脂等。其中丁醇醚化氨基樹脂在涂料工業(yè)中應(yīng)用最廣泛。新型氨基樹脂主要有六甲氧基三聚氧胺樹脂。

     涂料新技術(shù)

    世界涂料工業(yè)正朝著高裝飾、高功能、高耐候和低污染即所謂“一高（高性能）一低（低污染）”方向發(fā)展。開發(fā)技術(shù)性能、使用性能和施工性能更好的涂料品種，以適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。例如，裝飾性、鮮映性要求很高的接近工藝品的轎車面漆；耐腐蝕性極優(yōu)，具有l(wèi)O年以上保護(hù)性的重防腐蝕馀料；耐候性、耐久性達(dá)15年的氟碳樹脂涂料；電子產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)要求配套的各種涂料；塑料及橡膠制品涂料；各種功能性涂料，如無錫自拋光防污漆、防靜電涂料、防火涂料、大氣凈化用光催化涂料、零揮發(fā)性有機(jī)化合物水乳膠涂料、幻覺色彩涂料等。低污染涂科主要指環(huán)境適應(yīng)型涂料，發(fā)展節(jié)能低污染的水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料和輻射固化涂料。目前國外以乳膠漆為代表的水性涂料已占涂料總產(chǎn)量的40％，而水性工業(yè)涂料已占工業(yè)涂料總量的12％，隨著溶劑型涂料份額的逐步減小，水性涂料的市場份額將占50％左右。為適應(yīng)“一高一低”的發(fā)展方向，需對樹脂進(jìn)行改性，推出水性樹脂、氟碳樹脂、硅樹脂及其改性樹脂、高固體分樹脂、超細(xì)填料、各種低毒的防腐蝕、高裝飾性、耐候性顏料、水性涂料專用設(shè)備及原材料等。

    主要涂料產(chǎn)品發(fā)展動向如下：

    1.建筑涂料
    建筑涂料是涂料中產(chǎn)量最大的品種，分為外墻涂料和內(nèi)墻涂科。外墻涂料的發(fā)展方向是高抗沾污性、自乳化、高固體分及低揮發(fā)性有機(jī)化合物乳膠漆。這些涂料有：高耐候性氟碳樹脂涂料；以有機(jī)硅等疏水基團(tuán)改性的丙烯酸涂料(一種可防水、防滲，但能讓空氣通過的“呼吸型”外墻涂料)；可防止墻面收縮產(chǎn)生裂紋的彈性乳膠涂料；水性聚氨酯涂料等。功能性外墻涂料也是一個(gè)不可忽視的方面，如用厚質(zhì)保溫層或反輻射材料制成的隔熱保溫涂料(可賦予建筑外墻隔熱保溫功能，產(chǎn)生節(jié)能效果)；防碳化涂料、裝飾性防火涂料、防蚊蠅涂料、防霉殺菌涂料、隔音涂料等。
    建筑內(nèi)墻涂料的發(fā)展方向是中高檔乳膠漆，不僅要求具有良好的耐擦洗性、開罐性、流變性、涂刷性等，還對涂料本身的視覺效果提出了新的要求。內(nèi)墻涂料還必須向健康型方向發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)零揮發(fā)性有機(jī)化合物和盡可能少的殘存單體。

    2．汽車涂料
    目前，汽車底漆大多采用陰極電泳漆。陰極電泳漆今后的發(fā)展方向是高耐久性、高泳透力、低顏料含量、低揮發(fā)性有機(jī)化合物、低臭味、低發(fā)煙、無重金屬、少二氧化碳產(chǎn)生、質(zhì)輕、節(jié)能等。轎車和面包車用的中涂漆主要有聚酯型和氨基聚酯型，今后的發(fā)展方向是抗石擊和耐寒性優(yōu)良的聚氨酯中涂漆、水性中涂漆及粉末中涂漆。汽車面漆應(yīng)開發(fā)耐劃傷、耐酸雨面漆及水性、高固體分、粉末等環(huán)保型涂料品種。PVC防石擊涂料還需向低溫烘烤方向努力。
    在汽車涂裝方面，要發(fā)展適合中涂漆／面漆濕碰濕工藝、中涂底漆／中涂漆濕碰濕工藝的涂料、對施工環(huán)境溫度要求范圍寬的水性涂料、低溫固化涂料和高固體分涂料等。

     涂料助劑

    涂料助劑對改進(jìn)涂料生產(chǎn)工藝，改善產(chǎn)品性能，提高涂料施工性能，減少對環(huán)境的污染，開發(fā)涂料新品種，賦予涂料特殊功能等具有重要意義。涂料助劑的應(yīng)用和應(yīng)用水平，已成為衡量涂料生產(chǎn)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。

    涂料助劑由于其功能的各異而品種繁多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其種數(shù)達(dá)幾千種之多。目前涂料助劑按功能劃分，應(yīng)用范圍相當(dāng)寬，無論是建筑涂料、工業(yè)涂料還是功能性涂料，都廣泛而大量地使用各種具有不同功能的助劑，以達(dá)到預(yù)期的性能要求。目前使用較多的主要涂料助劑有：催干劑和抗結(jié)皮劑，乳化劑，潤濕、分散劑，消泡劑，流平劑、防縮孔劑和增滑劑，光引發(fā)劑，紫外線吸收劑和抗氧劑，防污劑，防霉劑和殺菌劑，消光劑，偶聯(lián)劑，助成膜劑，增稠劑，引發(fā)劑和阻聚劑，防沉劑和流變劑，pH值調(diào)節(jié)劑，催化劑，抗靜電劑及導(dǎo)電劑，附著力促進(jìn)劑。

    80年代初期，我國涂料工業(yè)開始進(jìn)人較廣泛地使用助劑的階段，主要為催干劑、部分乳化劑、船底防污劑、抗結(jié)皮劑及少量催化劑。利用我國豐富的稀土資源開發(fā)成功了稀土催干劑，可部分代替環(huán)烷酸鈷。水性和溶劑型顏科分散劑聚羧酸鹽、聚丙烯酸鹽和磷酸酯鹽等得到了廣泛應(yīng)用，使乳膠漆色漿的制造技術(shù)得到了很快的提高。以醚酯類化合物和有機(jī)磷酸鹽為基料的消泡劑在乳膠漆中也大量使用，性能達(dá)到國外同類產(chǎn)品的水平。另外，在防霉殺菌劑、流平劑、偶聯(lián)劑、防污劑、消光劑、助膜劑等方面也都有突破，使各種家具涂料的水平有了一定的提高。

    80年代末至90年代初，一大批生產(chǎn)助劑的跨國公司紛紛進(jìn)入中國市場，如Byk、Henkel、EFKa、Tego、Ciba-Geigy、Angus、Degussa、Grace、Rhom＆Hass、Tioy、Deuchemine、ICI、Monsato、Eastman、Kusumoto、PCI、Bayer等公司先后在國內(nèi)設(shè)立辦事處，擴(kuò)大了對助劑品種選擇的余地，助劑的應(yīng)用推動了涂料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。目前，進(jìn)口的流平劑、高分子分散劑、消泡劑和消光劑及流動控制劑已大量在汽車漆、家具漆、卷材涂料等高檔涂料中使用。
                                                      (撰稿：胡漢杰)       

　　主要參考文獻(xiàn)：
　　１．《石油化工技術(shù)進(jìn)展》　王基銘　袁晴棠　主編 2002年出版 中國石化出版社
　　２．《高分子科學(xué)技術(shù)發(fā)展簡史》錢保功　王洛禮　王霞瑜　編著 1994年出版 科學(xué)出版社
　　３．《功能高分子與新技術(shù)》　何天白　胡漢杰　主編　2001年出版 化工出版社